電化學分析法在探索腦化學物質(zhì)分析的應用

人腦有140億個神經(jīng)元,這些神經(jīng)元之間通過約100萬億個連接點(突觸間隙)高度復雜而有序的聯(lián)系在一起。神經(jīng)元之間通訊主要通過突觸間神經(jīng)遞質(zhì)分子傳導，使腦活躍起來,錯綜復雜的信號引起一連串的思維、行為和記憶。時空分辨監(jiān)測單細胞、單囊泡及腦活體釋放神經(jīng)遞質(zhì)分子是探索腦化學的基礎，最終探索更復雜的學習與記憶過程。腦神經(jīng)信號的傳遞以及代謝過程都離不開化學物質(zhì)的參與，因此，針對腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)、能量代謝物質(zhì)、自由基、離子等諸多神經(jīng)化學物質(zhì)開展腦神經(jīng)分析化學研究，對于探索和認識神經(jīng)生理、病理的分子機制，都具有極其重要的意義。​單囊泡、單細胞及腦片層次上進行化學物質(zhì)檢測脫離了活體生存的真實環(huán)境，較難保持細胞之間固有的聯(lián)系和相互作用。相比較而言，活體層次對腦化學物質(zhì)進行分析，能夠更加真實、直接地反映神經(jīng)系統(tǒng)在各種生理、病理過程中對外界刺激的響應，因而能夠為腦神經(jīng)生理、病理過程物質(zhì)基礎的探索提供最為直接的信息。
 
而腦活體監(jiān)測化學信號分子瞬時動態(tài)變化與行為的相關性主要有微電極伏安法、微透析取樣法、正電子發(fā)射斷層掃描成像法。以多巴胺與行為相關性為例，如吸毒、吸煙、酗酒、觸摸、性沖動及性行為等過程中，實時監(jiān)測腦中多巴胺變化。
  電化學分析方法通常具有靈敏度高、選擇性好、時空分辨率高等優(yōu)點，且檢測電極易于微型化，非常適用于活體原位分析測定。活體原位電化學分析方法可應用于腦內(nèi)不同化學物質(zhì)基礎水平及其在一系列生理、病理過程中濃度變化的監(jiān)測。活體原位電化學分析可追溯到20世紀50年代，Clark 等人利用玻璃封裝的鉑絲作為研究電極，首次通過電化學伏安法實現(xiàn)了腦內(nèi)氧氣濃度變化的實時監(jiān)測。更為人們熟知的是，1973年 Adams 等人首次將微型化碳糊電極植入大鼠腦中進行活體電化學研究，得到了腦神經(jīng)物質(zhì)的在電極上的電化學反應信號，進一步驗證了電化學方法在腦內(nèi)實現(xiàn)生理活性物質(zhì)檢測的可行性，引起了神經(jīng)生理學家的高度關注，標志著活體原位腦神經(jīng)電化學分析的誕生。
  近年來，隨著分析科學、化學、電子科學、神經(jīng)科學等多學科的快速發(fā)展和交叉融合，腦神經(jīng)活體原位電化學分析也不斷發(fā)展完善，為相關生理、病理過程研究提供了重要的實驗方法，進一步推動了分析化學與腦神經(jīng)科學的實質(zhì)性交叉與融合。